Спутниковая система посадки

Введение Радионавигационное обеспечение полетов – одно из основных направлений решения задач повышения безопасности полетов (БП) воздушных судов (ВС). Использование инструментальных средств посадки позволяет существенно снизить метеоминимум и в десятки раз уменьшить вероятность авиационных происшествий на самом аварийно-опасном этапе полета – заходе на посадку, где происходит до 70% всех происшествий.

Со второй половины прошлого века основным средством обеспечения заходов на посадку являются системы метрового диапазона радиоволн типа ILS, которые установлены на многих крупных аэродромах. А в это же время значительная часть ВС эксплуатируется на аэродромах и посадочных площадках, оснащение которых системами типа ILS не планируется как по техническим (нет места для размещения), так и по экономическим (высокая стоимость) причинам.

Единственной реальной альтернативой для эффективного и оперативного решения проблемы повышения БП является обеспечение их инструментальными системами спутниковой посадки, получившими в международной практике обозначение GLS – Global Landing System. Использование других инструментальных систем (микроволновые системы посадки – MLS, посадочные радиолокаторы – ПРЛ, много дальномерные системы, оптические, телевизионные, инфракрасные системы и т.д.) имеет существенные ограничения либо по эксплуатационно- техническим параметрам, либо по стоимости.

Принцип работы Общий принцип построения GLS основан на использовании концепции дифференциальных подсистем и заключается в следующем: в точке расположения приемных антенн ЛККС, координаты которых в геодезической системе координат определены с высокой точностью, осуществляется прием и обработка сигналов ГНСС и формирование корректирующей информации. Затем полученная информация по каналу связи «земля-борт» передается в бортовое оборудование GLS, где используется для исключения ошибок измерений. В настоящее время погрешность определения координат ВС в бортовом оборудовании GLS не превышает 1 м с вероятностью 0.95.

GLS

Ввиду того, что GLS предназначена для обеспечения посадки по I категорииИКАО, а в дальнейшем и для более высоких категорий, то при построении радиоканала передачи дифференциальных данных «земля-борт» большое внимание уделяется вопросам помехозащищенности и помехоустойчивости этого канала. Построение наземной подсистемы GLS (ЛККС) зависит от множества разнообразных факторов, определяемых как характеристиками места ее размещения, так и прогнозируемым режимом ее использования. Но, в любом случае, в составе ЛККС будет присутствовать модуль опорных приемников и передатчик VDB (высокочастотный цифровой передатчик). Передатчик VDB обеспечивает получение данных и поправок к дальномерным сигналам ГНСС посредством передачи цифровых данных в диапазоне частот 108…118 МГц с разделением каналов в 25 к Гц. Область действия простирается на расстояние не менее 37 км от места расположения передатчика.

В общем случае структура бортового оборудования GLS зависит от структуры бортового комплекса ВС. Например, в качестве антенны бортового оборудования GLS может использоваться курсовая антенна системы инструментальной посадки ILS, а в качестве органов управления и индикации – пульт системы управления полетом ВС. Основными функциями бортового оборудования GLS являются: прием сигналов ГНСС, прием и обработка сообщений ЛККС, выбор траектории захода на посадку (FAS), формирование параметров для точного наведения («ILS-подобных» сигналов), определение района точного захода на посадку (PAR), формирование навигационных параметров (координаты, скорости и время) и сигналов тревоги.

ОСНОВНЫМИ ПРЕИМУЩЕСТВАМИ GLS ЯВЛЯЮТСЯ: Работа по двум навигационным спутниковым группировкам (ГЛОНАСС и GPS), что существенно повышает непрерывность обслуживания, эксплуатационную готовность, доступность и целостность. Обслуживание точного захода на посадку со всех торцов на любых взлетно-посадочных полосах (ВПП), находящихся в зоне действия станции. Применение ILS требует установки отдельного комплекта аппаратуры для каждого торца ВПП. Точность навигационного обслуживания в GLS не зависит от удаления ВС от ВПП и от станции в пределах установленной зоны для процедур посадки. В случае применения ILS точность навигационного обслуживания существенно зависит от удаления ВС от ВПП.

Траектория конечного участка захода на посадку (FAS), передаваемая на борт ВС по каналу VDB, не может быть искажена никакими внешними воздействиями, т.к. представляет собой набор коэффициентов, используемый для построения виртуальной пространственной линии, относительно которой бортовая подсистема осуществляет наведение. В системе ILS посадочная глиссада может быть искажена внешними воздействиями, влияющими на распространение радиоволн. GLS обеспечивает навигационное обслуживание всех ВС, находящихся в ее зоне действия. Подходит для посадочных и маршрутных процедур, в том числе полет по маршрутам RNAV, P-RNAV, стандартным траекториям прибытия (SID) и вылета (STAR), начальный и промежуточный участки траектории захода на посадку, послепосадочный пробег, разбег, взлет и уход на второй круг, а также для навигации на аэродроме. ILS, в свою очередь, обеспечивает обслуживание исключительно посадочных процедур.

Применение GLS не требует размещения ЛККС на осевой линии ВПП или вблизи ВПП, что исключает влияние впереди идущего ВС на прием посадочных данных сзади идущим ВС и снижает требования к пространственному разделению ВС при посадке по сравнению с ILS. Экономическими преимуществами GLS являются отсутствие зависимости от подстилающей поверхности и соответствующих периодических сезонных работ, стоимость аппаратуры, затраты на размещение. Высокая точность спутниковой навигации с применением данных GLS обеспечивает возможность сокращения протяженности линии пути и полетного времени (сокращение расхода топлива), снижение минимумов эшелонирования при реализации полетов по схемам SID, STAR, P-RNAV, RNP RNAV.

На рисунке 1 представлен БМС-Индикатор, который в бортовой подсистеме GLS выполняет функции навигации, определения местоположения и управления, а на рисунке 2 изображена аппаратура приема и преобразования дифференциальных данных (АПДД), которая, по сути, является бортовым приемником VDB.БМС-Индикатор